Reciclagem de plástico de geladeiras: ABS, HIPS e PP

Reciclagem de plástico de geladeiras: ABS, HIPS, PP e os desafios do plástico misto

Quando uma geladeira é desmontada, o material plástico resultante raramente constitui um único fluxo de resina puro. Após a remoção do aço, dos metais não ferrosos e da maior parte da espuma de PU, a fração restante ainda pode estar bastante misturada. ABS, HIPS/PS e PP podem estar presentes junto com etiquetas, pedaços de borracha, poeira, vidro e vestígios de metal. Se for necessário um tipo de plástico mais puro, essa fração mista normalmente precisa passar por outra etapa de triagem antes de estar pronta para venda ou para processamento posterior. Essa diferença é importante porque um fração rica em plástico não é, automaticamente, uma matéria-prima de grau polimérico.

Da YUXI’s Linha de reciclagem de refrigeradores usados foi projetado para separar o gabinete e recuperar metais, espuma e uma fração de plástico reciclável. Se o objetivo for a separação de flocos de ABS, HIPS ou PP, o projeto geralmente requer uma etapa dedicada de triagem de plástico a jusante, em vez de simplesmente mais uma passagem pela seção de separação de metais.

Os plásticos para geladeiras constituem uma família de materiais, e não um único “plástico”

As geladeiras modernas utilizam diversos polímeros, pois cada peça desempenha uma função diferente. Um revestimento interno rígido, uma gaveta resistente, uma dobradiça, uma peça decorativa e uma tampa da área do compressor não exigem a mesma rigidez, resistência ao impacto, acabamento superficial ou comportamento térmico. Em projetos de eletrodomésticos, HIPS/PS, ABS e PP estão entre os principais termoplásticos recicláveis associados aos plásticos de geladeiras e eletrodomésticos.¹²

Não especifique o sistema de processamento posterior com base em uma descrição genérica, como “plástico de geladeira”. Especifique a composição dos eletrodomésticos recebidos, a fração rica em plástico que você espera obter após o processamento dos eletrodomésticos e o produto que a empresa de reciclagem ou de compostagem está disposta a comprar.

O primeiro desafio é a libertação, mas o segundo é a identidade do polímero

A linha de processamento deve, em primeiro lugar, separar o plástico da chapa de aço, da espuma isolante e dos metais aderidos. É por isso que a trituração primária, a separação secundária, a extração da espuma e a recuperação de metais continuam sendo fatores importantes para a qualidade do plástico.³ O guia da YUXI sobre melhoria na separação de materiais em geladeiras aborda esse problema anterior em detalhes.

Uma vez que exista uma fração rica em plástico, o trabalho restante não é mais, principalmente, “metal versus não metal”. Passa a ser polímero versus polímero. Pesquisas sobre plásticos provenientes de geladeiras em descarte identificaram especificamente o ABS e o HIPS como difíceis de distinguir por meio de separação física simples, devido às suas propriedades semelhantes; por isso, estudos industriais incluem etapas adicionais de classificação mais precisa e controlada após a remoção de impurezas e a preparação das partículas.¹⁴

Por que o ABS e o HIPS formam uma dupla complicada

O PP nem sempre é fácil de lidar, mas o ABS e o HIPS são os que causam o problema mais significativo de classificação refinada. Em uma amostra de laboratório limpa, a identidade do polímero pode ser confirmada por meio de espectroscopia ou outros métodos analíticos. Em um fluxo industrial de flocos, no entanto, o separador precisa operar continuamente com peças que variam em cor, espessura, condição da superfície, tamanho e histórico.

O ABS e o HIPS podem apresentar uma faixa de densidade semelhante. Após a trituração, eles também podem parecer muito semelhantes, especialmente quando as peças são brancas, cinzas ou escuras. Uma etapa simples de afundamento e flutuação, que funciona bem para uma fração leve rica em PP, pode, portanto, deixar o ABS e o HIPS juntos na corrente mais pesada. Trabalhos publicados sobre o plástico de geladeiras abordaram essa questão por meio da separação eletrostática, em combinação com a remoção de impurezas e a triagem física em etapas.¹

Isso, de fato, não Isso não significa que todas as unidades precisem do mesmo separador eletrostático. Significa que o fluxograma deve ser selecionado com base em uma amostra representativa. Se o comprador aceitar um produto misto de ABS/HIPS, separar os dois pode aumentar os custos sem agregar valor. Se o comprador exigir tipos de resina distintos, a separação de ABS/HIPS passa a ser uma tarefa essencial do projeto, em vez de uma etapa opcional de refinamento.

O PP pode ser mais fácil de partir — até que a matéria-prima real altere o limite de densidade

O PP normalmente apresenta uma densidade menor do que o ABS e o HIPS; portanto, a separação com base na densidade pode ser utilizada como um método para o processamento de plásticos misturados pré-tratados. No entanto, enchimentos, resíduos metálicos, etiquetas, fragmentos de borracha, ar preso e materiais compostos aglutinados podem alterar a densidade efetiva e o comportamento das partículas individuais, o que pode afetar o desempenho da separação em tanques de afundamento e flutuação ou em outros equipamentos de separação por densidade.

Após anos de uso, os plásticos recuperados de eletrodomésticos descartados podem apresentar tanto degradação do material quanto variações consideráveis na composição. Pesquisas sobre o PP reciclado mecanicamente a partir de eletrodomésticos descartados destacam a degradação e a heterogeneidade como variáveis-chave na hora de determinar se o PP reciclado é adequado para uma nova aplicação.²

Por esse motivo, os “flocos de PP” constituem um ponto de partida útil para o processo, e não uma garantia do produto. A linha ainda precisa de um tamanho controlado dos flocos, condições estáveis de lavagem ou limpeza a seco e um método de amostragem que avalie o que é reportado para ambos os lados do corte.

Onde a linha de reciclagem de geladeiras deve terminar

Existem dois limites válidos para o projeto, e confundir um com o outro leva a orçamentos incorretos.

As diretrizes atuais da EPA para o descarte de eletrodomésticos também ilustram por que essa distinção é importante do ponto de vista comercial: os metais são rotineiramente recuperados, enquanto os plásticos e as espumas nem sempre são reciclados na prática do manuseio de eletrodomésticos, embora sejam tecnicamente recuperáveis.⁵ Um projeto que busque agregar maior valor ao plástico precisa, portanto, definir o mercado de destino, em vez de partir do pressuposto de que “recuperação de plástico” e “reciclagem de polímeros” tenham o mesmo escopo.

Uma rota prática de triagem na fase de pós-processamento

1. Estabilizar a ração rica em plástico

Comece pela fração resultante após a separação da espuma e do metal. Registre a distribuição granulométrica, a umidade, o resíduo de metal, o resíduo de espuma, o vidro, as partículas finas e a proporção aproximada entre peças moldadas grandes e flocos finos de revestimento. Faça isso antes de escolher o separador de partículas finas. Um separador selecionado com base em uma amostra limpa escolhida a dedo pode parecer impressionante em um teste, mas falhar ao processar o material de produção.

2. Remover as impurezas incorporadas antes da classificação fina do polímero

Pequenas peças de aço podem ficar encapsuladas dentro do plástico após a trituração. Trabalhos publicados sobre o plástico de geladeiras têm utilizado a separação magnética em etapas para reduzir esse tipo de impureza antes da recuperação do polímero.¹ O vidro e os grãos também são importantes porque geram cinzas, aceleram o desgaste e reduzem o valor de uma lasca reciclada.

A lavagem pode ser necessária nos casos em que haja uma quantidade significativa de resíduos alimentares, rótulos, óleo ou sujeira. Os processos a seco podem ser adequados para fluxos industriais mais limpos, mas a separação eletrostática e óptica geralmente se beneficiam de condições controladas da superfície e do tamanho das partículas. A resposta correta depende do material de alimentação, e não de uma receita universal para a reciclagem de eletrodomésticos.

3. Use a densidade para simplificar a mistura nos pontos em que ela proporciona um corte efetivo

Se uma amostra representativa apresentar um intervalo de densidade estável, um degrau de densidade pode remover uma fração leve rica em PP dos plásticos estirênicos mais pesados. O objetivo não é garantir a pureza perfeita do polímero em uma única etapa. Trata-se de reduzir a complexidade da corrente de processo para que o separador seguinte encontre menos materiais que se misturam.

Colete amostras do produto leve, do produto pesado e dos resíduos. Se a recuperação de PP melhorar, mas houver um desvio excessivo de ABS/HIPS, talvez seja necessário definir uma faixa de granulometria mais restrita, uma densidade média diferente ou a recirculação do material limítrofe.

4. Tratar a separação de ABS/HIPS como uma tarefa específica de triagem refinada

Pesquisas sobre plásticos de geladeiras demonstraram combinações de métodos de separação eletrostática e outros métodos físicos para a purificação de ABS/HIPS.¹⁴ Os sistemas ópticos também podem ser úteis quando a cor da superfície e a resposta espectral forem adequadas, mas plásticos escuros, contaminação e etiquetas podem reduzir a confiabilidade.

Um bom fornecedor deve estar disposto a definir as condições de alimentação necessárias para essa etapa: tamanho mínimo e máximo das lascas, umidade, contaminação por metais, nível de poeira e composição esperada do polímero.

A presença de aditivos e a detecção de bromo podem alterar os padrões aceitáveis do mercado

A identidade do polímero é apenas uma parte da qualidade do produto. Os plásticos provenientes de REEE podem conter pigmentos, modificadores de impacto, enchimentos minerais e aditivos retardantes de chamas. Os retardantes de chamas bromados são um problema conhecido em alguns fluxos de plásticos de REEE, e estudos realizados com o uso de espectrômetros XRF portáteis demonstraram que a distribuição do bromo pode ser altamente irregular entre os dispositivos e os componentes plásticos.⁶

Isso não significa que todas as peças de geladeira feitas de ABS ou HIPS devam ser consideradas como contendo bromo. Significa que uma empresa de reciclagem que atue em um mercado final regulamentado ou com especificações rigorosas não deve inferir a conformidade dos aditivos apenas com base na identificação da resina. Dependendo do destino e das normas locais, a triagem pode precisar incluir a verificação de bromo ou outras substâncias restritas, seguida de análises laboratoriais mais específicas, quando necessário.

Não confunda ração em pedaços mistos, flocos selecionados e ração pronta em pellets

Uma das maneiras mais fáceis de evitar controvérsias no projeto é nomear o produto com precisão:

• Fração rica em plástico: A maior parte do metal e da espuma já foi removida, mas vários polímeros continuam misturados.
• Fração rica em PP: um produto leve de polímero, composto principalmente por PP, com um limite definido de contaminação.
• Lâminas com alto teor de ABS ou HIPS: um produto classificado por tipo de polímero, com pureza da resina declarada e limites para vidro, metal, umidade e outros plásticos.
• Ração pronta para pellets: um floco preparado com o teor de umidade, a pureza e a consistência exigidos pelo processo de extrusão ou composição que se segue.

O que deve ser medido durante o FAT?

Um teste de aceitação em fábrica para a seção de plástico deve seguir a mesma lógica de um teste de separação de metais: definir tanto o produto quanto as perdas. Uma amostra de ABS muito limpa não é um bom resultado se uma grande parte do ABS tiver sido descartada junto com HIPS ou resíduos.

Erros comuns em projetos de reciclagem de plástico de geladeiras

Supondo que a linha de produção produza automaticamente ABS, HIPS e PP puros

A separação de metal e plástico e a separação de polímero e polímero são processos distintos. A primeira pode gerar um fluxo mais limpo, rico em plástico. A segunda pode exigir tecnologia específica nas etapas posteriores do processo.

Escolha do separador fino antes do teste do fluxo de plástico

Mesmo o melhor separador, quando utilizado em condições inadequadas de alimentação, continua sendo um sistema inadequado. Utilize material representativo proveniente da linha de produção real do aparelho, e não amostras de resina virgem limpa.

Ignorando a umidade, a poeira e a distribuição granulométrica

A classificação fina é menos tolerante do que a recuperação de metais em grande escala. O grau de secagem, a faixa de granulometria e a contaminação superficial podem determinar se um processo eletrostático ou óptico é estável.

Escrever “pureza do plástico ≥ X%” sem definir a resina

Um produto plástico 98% ainda pode ser considerado uma mistura de ABS/HIPS/PP imprópria para uso por um comprador que precise de um único polímero. Especifique separadamente a pureza da resina e a contaminação por materiais não plásticos.

Testar apenas o produto comercializável

Sempre colete amostras também dos rejeitados e dos produtos de qualidade intermediária. Um produto com aparência mais limpa pode esconder uma grande perda na recuperação.

Como a YUXI deve definir o escopo do uso de plástico em um projeto de geladeira

Para uma proposta padrão de reciclagem de geladeiras, a YUXI deve, em primeiro lugar, definir as condições da fração rica em plástico que sai da linha de processamento mecânico do eletrodoméstico: faixa de tamanho esperada, contaminação residual por metal/espuma e o ponto em que se inicia o processo de reciclagem de plástico do cliente. Caso o projeto exija produtos específicos para determinados polímeros, a solicitação de cotação (RFQ) deve incluir amostras representativas de plástico e as especificações alvo do comprador antes que uma rota de triagem refinada seja selecionada.